3C溝槽閘閥空化及損害的評(píng)估與預(yù)防
3C溝槽閘閥苛刻工況應(yīng)用是石油石化過(guò)程控制重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題， 液體流體應(yīng)用時(shí)發(fā)生的空化會(huì)對(duì)閥內(nèi)件和閥體及閥后管件造成很大破壞，嚴(yán)重影響3C溝槽閘閥的工作性能和使用壽命，會(huì)加劇噪聲、振動(dòng)，構(gòu)成安全隱患。空化及損害的評(píng)估長(zhǎng)期止步不前，抗空化氣蝕方案多限于計(jì)算復(fù)雜、加工難度大、應(yīng)用局限大的迷宮式閥內(nèi)件。
基于經(jīng)驗(yàn)指數(shù)的西格瑪方法難以指導(dǎo)普遍性問(wèn)題。近年來(lái)，在對(duì)3C溝槽閘閥液體流體應(yīng)用時(shí)發(fā)生的空化及損害的評(píng)估和防治上有了技術(shù)突破。根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)試閥門空化氣蝕程度的方法研究，通過(guò)聲壓級(jí)測(cè)試和材料測(cè)試建立相關(guān)性，獲得更精確的信息，取得了開(kāi)拓性進(jìn)展。IEC組織據(jù)此發(fā)布了IEC60534－8－4：2005年第2版，在液體流體噪聲預(yù)估中提出XF壓差比方法，可由理論公式計(jì)算出接近實(shí)測(cè)值的初始空化特性壓力比XFZ、微噴射流參數(shù)以及空化噪聲功率等。2007年發(fā)布了具有抗空化氣蝕功效的多級(jí)降壓級(jí)間壓力恢復(fù)3C溝槽閘閥的IEC60534－9標(biāo)準(zhǔn)，2010年以后又更新了IEC60534－8－2和IEC60534－8－3噪聲預(yù)估標(biāo)準(zhǔn)，能夠指導(dǎo)3C溝槽閘閥廠家有效評(píng)估3C溝槽閘閥的空化及損害，進(jìn)而基本掌握各種閥型不同通徑、不同流量系數(shù)下的初始空化和初始空化損害的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合阻塞流計(jì)算與測(cè)試、噪聲預(yù)估與測(cè)試，保證3C溝槽閘閥適用于苛刻工況。GEEnregy-Masoneilan，CCI和Emerson-Fisher及Samson繼續(xù)在3C溝槽閘閥苛刻工況應(yīng)用、抗3C溝槽閘閥空化及損害、超高壓差工況應(yīng)用、多級(jí)閥設(shè)計(jì)計(jì)算和制造方面居行業(yè)領(lǐng)先地位。
電氣轉(zhuǎn)換及氣動(dòng)部件上。
3C溝槽閘閥是控制回路的終端執(zhí)行元件，接受控制指令并由閥門定位器自身閉合回路實(shí)現(xiàn)閥位的反饋控制。閥門定位器作為3C溝槽閘閥的重要附件，長(zhǎng)期采用機(jī)械式的模擬技術(shù)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一且故障率高，也使3C溝槽閘閥整體性能降低，通常不能實(shí)現(xiàn)有效控制。
石油石化裝置在控制系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化后，3C溝槽閘閥成為控制回路中的薄弱環(huán)節(jié)，嚴(yán)重制約了過(guò)程控制的發(fā)展。近年來(lái)，以智能電氣閥門定位器為核心的3C溝槽閘閥數(shù)字解決方案，極大地提高了3C溝槽閘閥的使用性能，使之發(fā)生了質(zhì)的飛躍，進(jìn)而成為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的智能3C溝槽閘閥設(shè)備。
3C溝槽閘閥定位器是新一代高性能的電氣閥門定位器，采用在板微處理器、應(yīng)用軟件和功能模塊，可實(shí)現(xiàn)定位功能的自校準(zhǔn)、自適應(yīng)、閥位控制和 的在線自診斷及離線測(cè)試，本機(jī)顯示或附加更多功能，數(shù)字通信和集成到控制系統(tǒng)/資產(chǎn)管理系統(tǒng)，還具有免維護(hù)運(yùn)行特征。
預(yù)測(cè)性維護(hù)注重動(dòng)態(tài)管理和監(jiān)測(cè)以及設(shè)備良好運(yùn)行的可持續(xù)性。發(fā)展3C溝槽閘閥預(yù)測(cè)性維護(hù)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自校準(zhǔn)、自適應(yīng)、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、在線動(dòng)態(tài)特性分析和設(shè)備故障診斷，在3C溝槽閘閥還沒(méi)有產(chǎn)生故障前通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助故障識(shí)別和診斷技術(shù)以及廣義專家系統(tǒng)對(duì)狀態(tài)參數(shù)預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的情況和預(yù)期的時(shí)間，通過(guò)預(yù)測(cè)3C溝槽閘閥設(shè)備的功能安全和時(shí)間依存性來(lái)進(jìn)行維護(hù)。
石油石化超大裝置的管控一體化及資產(chǎn)管理系統(tǒng)促進(jìn)了3C溝槽閘閥預(yù)測(cè)性維護(hù)的技術(shù)發(fā)展。隨著智能電氣閥門定位器的深入研發(fā)，所需的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和診斷功能逐漸轉(zhuǎn)移到3C溝槽閘閥本機(jī)設(shè)備上的診斷體系。利用智能電氣閥門定位器自帶閥位（行程）、輸出、氣源等參量傳感器直接進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以故障識(shí)別、邏輯思維推理、魯棒性的廣義專家系統(tǒng)進(jìn)行在線預(yù)測(cè)性維護(hù)，提升并維持了性能，減少了運(yùn)行故障和提高了使用壽命，對(duì)石油石化裝置有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
3C溝槽蝶閥是一種嚴(yán)格限定管道中水只能單向流動(dòng)的水力控制組合裝置，它的功能是在任何工況下防止管道中的介質(zhì)倒流，以達(dá)到避免倒流污染的目的。
3C溝槽蝶閥的工作原理：
3C溝槽蝶閥利用介質(zhì)流過(guò)進(jìn)水止回閥時(shí)因機(jī)械阻力和過(guò)流水頭損失而減壓，使進(jìn)口壓力高于泄水閥腔的壓力，而泄水閥膜片上部的壓力為進(jìn)口壓力，膜片上部壓力大于泄水閥腔和彈簧阻力，泄水閥維持關(guān)閉，介質(zhì)正常流動(dòng)，當(dāng)進(jìn)口壓力與泄水閥腔的壓力差小于0.02Mpa時(shí)，介質(zhì)處于倒流的臨界狀態(tài)，這時(shí)泄水閥膜片上部壓力小于泄水閥腔和彈簧的壓力，泄水閥自動(dòng)開(kāi)啟，將倒流介質(zhì)排出管外，同時(shí)大量空氣進(jìn)入閥腔，形成空氣隔斷，杜絕介質(zhì)倒流，大于0.02Mpa時(shí)泄水閥自動(dòng)關(guān)閉。
3C溝槽蝶閥安裝說(shuō)明：1、安裝前，清洗所有管道。2、3C溝槽蝶閥按閥體箭頭方向水平安裝，安裝位置應(yīng)方便高度和維修。3、 兩端應(yīng)安裝維修閘閥，進(jìn)口前安裝過(guò)濾器，而且應(yīng)有一端裝有可撓性接頭。4、泄水閥的排水口距離地面不應(yīng)小于300mm，泄水閥下面應(yīng)留有排水地溝。5、安裝完畢后，初次啟動(dòng)使用，應(yīng)關(guān)閉出口閘閥，慢慢打開(kāi)進(jìn)口閘閥，讓介質(zhì)緩慢充滿3C溝槽蝶閥，打開(kāi)各個(gè)測(cè)試球閥排除閥門空氣，待閥腔充滿水后，慢慢打開(kāi)閘閥，讓水充滿管路。6、進(jìn)口介質(zhì)壓力變化時(shí)，泄水閥出現(xiàn)少量漏水屬正?，F(xiàn)象。
閥后管網(wǎng)水壓升高超過(guò)閥前進(jìn)水端水壓時(shí)，如第二單向止回閥密封完好，水體不會(huì)倒流，此時(shí)泄水閥關(guān)閉不泄水，當(dāng)?shù)诙蜗蛑够亻y密封失靈產(chǎn)生滲漏時(shí)，泄水閥開(kāi)啟排水泄壓。
安裝位置：1、由消防水泵接合器上引入管或消防出水管上。2、由市政管網(wǎng)接入用戶的引水管在水表后面與閥門之間的管道上3、供水系統(tǒng)中有化學(xué)品注入的給水管上。4、加熱器的冷水進(jìn)水管上，等可能產(chǎn)生倒流的供水管道上。
3C溝槽信號(hào)蝶閥是通過(guò)調(diào)節(jié)，將進(jìn)口壓力減至某一需要的出口壓力，并依靠介質(zhì)本身的能量，使出口壓力自動(dòng)保持穩(wěn)定的閥門。
從流體力學(xué)的觀點(diǎn)看，3C溝槽信號(hào)蝶閥是一個(gè)局部阻力可以變化的節(jié)流元件，即通過(guò)改變節(jié)流面積，使流速及流體的動(dòng)能改變，造成不同的壓力損失，從而達(dá)到減壓的目的。然后依靠控制與調(diào)節(jié)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，使閥后壓力的波動(dòng)與彈簧力相平衡，使閥后壓力在一定的誤差范圍內(nèi)保持恒定。意大利OR進(jìn)口3C溝槽信號(hào)蝶閥以其精湛的工藝技術(shù)解決了國(guó)產(chǎn)3C溝槽信號(hào)蝶閥只減動(dòng)壓不減靜壓的難題。
3C溝槽信號(hào)蝶閥工作原理：
當(dāng)進(jìn)口3C溝槽信號(hào)蝶閥閥后有人用水時(shí)，水通過(guò)閥芯產(chǎn)生壓力損失，壓力損失大小由閥芯開(kāi)口大小決定，而閥芯開(kāi)口大小由彈簧力決定，因此通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)口3C溝槽信號(hào)蝶閥頂部彈簧來(lái)控制閥芯開(kāi)口，從而控制壓力損失即可獲得所需的閥后壓力。
當(dāng)進(jìn)口3C溝槽信號(hào)蝶閥閥后無(wú)人用水時(shí)，閥后壓力增大，這時(shí)閥后壓力加閥前壓力大于彈簧力便把閥芯向上頂死(3C溝槽信號(hào)蝶閥是處于一種常開(kāi)狀態(tài))，這時(shí)把閥前流體和閥后流體完全隔開(kāi)，此時(shí)3C溝槽信號(hào)蝶閥出口壓強(qiáng)是大于的設(shè)定值，但由于慣性作用，向上運(yùn)動(dòng)的膜片不會(huì)一下子就停下來(lái)，會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一點(diǎn)，相當(dāng)于出口處閥腔變大，體積變大，內(nèi)部液體的壓力下降，直到正好等于3C溝槽信號(hào)蝶閥出口的設(shè)定壓力值。
因此進(jìn)口3C溝槽信號(hào)蝶閥不僅能夠減動(dòng)壓也能夠減靜壓，而且出口壓力波動(dòng)小。
3C溝槽信號(hào)蝶閥安裝在現(xiàn)場(chǎng)，直接與介質(zhì)接觸，使用條件惡劣，它的自量和可靠性不僅影響調(diào)節(jié)品質(zhì)，而且還設(shè)計(jì)到系統(tǒng)的安全、維護(hù)人員的安全與環(huán)境污染等重大問(wèn)題。不少場(chǎng)合迫切需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，卻常因3C溝槽信號(hào)蝶閥不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求而無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著3C溝槽信號(hào)蝶閥的發(fā)展，人們對(duì)3C溝槽信號(hào)蝶閥的重要性有了新的認(rèn)識(shí)，看待它的目光已和過(guò)去完全不同。
在調(diào)節(jié)器的低能量級(jí)和執(zhí)行流動(dòng)流體控制所需的高能級(jí)功能之間，最終控制元件完成了必要的功率放大作用。 是最終控制元件的最廣泛使用的型式。其他的最終控制元件包括計(jì)量泵、調(diào)節(jié)擋板和百葉窗式擋板（一種蝶閥的變型）、可變斜度的風(fēng)扇葉片、電流調(diào)節(jié)裝置以及不同于閥門的電動(dòng)機(jī)定位裝置。
當(dāng)生活、生產(chǎn)、消防給水系統(tǒng)的水池(箱)其進(jìn)水管公稱直徑大于或等于50mm時(shí)宜設(shè)置遙控浮球閥。遙控浮球的公稱通徑應(yīng)與管路公稱直徑相同。遙控浮球閥前應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器，過(guò)濾器應(yīng)符合下列規(guī)定：活塞式3C溝槽信號(hào)蝶閥宜水平安裝。水平安裝時(shí)，閥蓋宜向上。消防給水系統(tǒng)的減壓閥閥后應(yīng)有排水設(shè)施。自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的需減壓時(shí)，減壓閥應(yīng)設(shè)置在報(bào)警閥前（沿水流方向），與單個(gè)報(bào)警閥配套設(shè)置的減壓閥，可不設(shè)備用減壓閥；與多個(gè)報(bào)警閥配套設(shè)置的減壓閥，應(yīng)設(shè)備廠用減壓閥。3C溝槽信號(hào)蝶閥（又名水利控制閥）就是水壓控制的閥門，水力控制閥由一個(gè)主閥及其附設(shè)的導(dǎo)管﹑導(dǎo)閥﹑針閥﹑球閥和壓力表等組成。根據(jù)使用目的﹑功能及場(chǎng)所的不同可演變成遙控浮球閥﹑減壓閥﹑緩閉止回閥﹑流量控制閥﹑泄壓閥﹑水力電動(dòng)控制閥、水泵控制閥等。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。
3C溝槽手柄蝶閥供水管道施工作業(yè)重大危險(xiǎn)源常見(jiàn)的主要類型有基坑開(kāi)挖、土方作業(yè)、頂管施工作業(yè)、拉管施工作業(yè)、有限空間作業(yè)、施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電、起重吊裝作業(yè)等。確定3C溝槽手柄蝶閥供水管道施工現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)源辨識(shí)的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的大小，來(lái)確定供水管道施工作業(yè)的控制措施。
1、3C溝槽手柄蝶閥供水管道施工基坑開(kāi)挖、土方作業(yè)
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為3級(jí)，要有能正確指導(dǎo)施工并含有安全技術(shù)措施的施工方案。施工人員佩戴安全防護(hù)用品，并進(jìn)行施工前的安全培訓(xùn)、操作規(guī)程的培訓(xùn)和教育；施工人員不得在挖掘機(jī)施工半徑內(nèi)作業(yè)；坑槽開(kāi)挖應(yīng)設(shè)置安全邊坡；開(kāi)挖面分層厚度和坡度嚴(yán)格控制，以防挖土機(jī)下的土體滑動(dòng)；按施工方案進(jìn)行基坑的支護(hù)及支撐的拆除；深基坑施工時(shí)必須有符合防護(hù)要求的臨邊防護(hù)措施；設(shè)有排水措施。對(duì)危險(xiǎn)性較大的、超過(guò)一定規(guī)模的基坑工程，應(yīng)由施工單位組織進(jìn)行專家論證，并進(jìn)行有關(guān)程序的審批。
2、供水管道施工頂管施工作業(yè)
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為2級(jí)，應(yīng)編制含有安全措施的施工方案，需要經(jīng)過(guò)專家論證后再進(jìn)行施工；作業(yè)人員經(jīng)培訓(xùn)后方能上崗作業(yè)，施工前經(jīng)專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行安全技術(shù)交底；作業(yè)人員正確佩戴勞動(dòng)防護(hù)用品；搭設(shè)混凝土模板支撐應(yīng)符合規(guī)范要求；工作基坑周圍應(yīng)設(shè)置符合安全要求的防護(hù)欄并裝設(shè)上下扶梯；上下工作坑應(yīng)走安全梯；工作坑內(nèi)設(shè)有排水設(shè)施；挖掘土的工具、設(shè)備等不能放在工作基坑坡頂?shù)倪吘壧?，以免發(fā)生工作基坑邊緣的坍塌；施工區(qū)域應(yīng)按規(guī)定設(shè)置安全警戒區(qū)，并應(yīng)設(shè)置專人監(jiān)護(hù)；設(shè)備等危險(xiǎn)部位、泥漿沉淀池的醒目位置應(yīng)設(shè)有防護(hù)裝置和警示標(biāo)志；頂管過(guò)程中應(yīng)有防水淹、防缺氧、防爆、防毒、防燃的安全措施；頂鐵上方或兩側(cè)不得站人。
3、供水管道施工拉管施工作業(yè)
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為3級(jí)。施工方案應(yīng)有安全措施并嚴(yán)格按施工方案施工；設(shè)備、鉆機(jī)、泥漿等系統(tǒng)安裝調(diào)試后，應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行驗(yàn)收并由負(fù)責(zé)人簽字確認(rèn)。鉆機(jī)的傳動(dòng)部位、泥漿池等危險(xiǎn)部位應(yīng)設(shè)安全防護(hù)裝置和警示標(biāo)志；作業(yè)人員應(yīng)按要求著裝，不要穿寬松的衣服和戴首飾，防止被機(jī)器卷入發(fā)生傷害事故；在鉆機(jī)處、拉管的鉆入點(diǎn)和鉆出點(diǎn)回轉(zhuǎn)設(shè)備應(yīng)設(shè)有安全防護(hù)擋板和擋墻；定向鉆的入土側(cè)和出土側(cè)更換鉆具時(shí)設(shè)有專人指揮協(xié)調(diào)、反饋信息，準(zhǔn)備就緒后方可進(jìn)行作業(yè)。
4、有限空間作業(yè)
有限空間作業(yè)包括清管作業(yè)、井內(nèi)作業(yè)、管內(nèi)防腐、焊接作業(yè)等，風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為1級(jí)。作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)或強(qiáng)制通風(fēng)，并對(duì)有毒氣體和含氧量進(jìn)行檢測(cè)，符合標(biāo)準(zhǔn)后方能進(jìn)入施工作業(yè)。進(jìn)入有限空間作業(yè)應(yīng)配戴安全帽、安全可靠的保護(hù)繩、應(yīng)急通訊報(bào)警器材等個(gè)體防護(hù)措施；在缺氧或有毒的有限空間作業(yè)時(shí)，應(yīng)佩戴全面罩正壓式空氣呼吸器或長(zhǎng)管面具等隔離式呼吸保護(hù)器具；進(jìn)出管道、井室和下返彎處應(yīng)采用安全梯上下；照明使用充電式或電池式的強(qiáng)光照明設(shè)備，禁止將移動(dòng)電氣設(shè)備和機(jī)械設(shè)備帶入有限空間。有限空間作業(yè)外應(yīng)設(shè)警示標(biāo)志并有專人監(jiān)護(hù)。
5、施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為2級(jí)，施工前應(yīng)對(duì)臨時(shí)用電進(jìn)行組織設(shè)計(jì)。采用TN一S系統(tǒng)配電，系統(tǒng)應(yīng)采用“三級(jí)配電、二級(jí)漏電保護(hù)”按“一機(jī)、一閘、一保護(hù)”原則設(shè)置配電系統(tǒng)； 總配電箱和開(kāi)關(guān)箱應(yīng)裝漏電保護(hù)器，漏電保護(hù)器需定期做測(cè)試試驗(yàn)，如不靈敏則應(yīng)立即更換；用電設(shè)備要使用符合規(guī)范要求的開(kāi)關(guān)箱；配電箱體應(yīng)有配電線路圖及分路標(biāo)記；配電箱、開(kāi)關(guān)箱均應(yīng)上鎖并有防雨措施。動(dòng)力線和照明線要分開(kāi)敷設(shè)；電氣設(shè)備、變壓器等不帶電的金屬外殼應(yīng)作保護(hù)接零；特殊場(chǎng)所手持燈等應(yīng)使用安全電壓；操作人員需持證上崗，合理穿戴個(gè)人勞動(dòng)防護(hù)用品。
6、起重吊裝作業(yè)
風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定為3級(jí)，起重吊裝作業(yè)前應(yīng)進(jìn)行安全性能測(cè)試，并在試吊之后再進(jìn)行作業(yè)；起重機(jī)作業(yè)應(yīng)有司索人員和專人指揮，作業(yè)人員應(yīng)佩戴安全帽；起重機(jī)作業(yè)時(shí)，起重臂下方不得站人；起重吊裝應(yīng)盡量避開(kāi)在高壓線下作業(yè)，如必須在高壓線下作業(yè)時(shí)應(yīng)保證一定的安全距離并采取有效的安全措施；起重機(jī)操作人員應(yīng)經(jīng)特種作業(yè)培訓(xùn)，持證上崗。
河北百川通閥門有限公司
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